진공 태양열 집열기 : 작동 원리 + 직접 조립하는 방법

온수 공급과 공간 난방에 상당한 금액의 돈이 지출됩니다. 그러나 대체 에너지원인 진공 태양열 집열기가 있습니다.이 말을 들어본 적이 있나요? 최소한의 열 손실로 최대의 난방 효과를 제공하여 편안함을 유지하는 데 드는 재정적 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

이 장치는 가정용 장비 제조업체에서 구입하거나 집에서 직접 조립할 수 있습니다. 올바른 모델을 선택하려면 많은 정보를 연구해야 합니다. 주요 구매 기준을 결정하는 데 도움을 드리겠습니다.

이 기사에서는 진공 매니폴드의 작동 원리와 설계에 대해 설명합니다. 다양한 모델의 디자인 기능에 대해 이야기하고 이러한 설치의 장단점을 고려하겠습니다. 또한 진공 태양열 집열기를 직접 제작하고 설치하는 방법을 자세히 설명합니다.

이 자료에는 진공 매니폴드의 중요한 기능과 작동 원리를 배울 수 있는 비디오가 함께 제공됩니다.

진공 장치의 작동 원리

진공 태양열 집열기는 기존 태양열 시스템과 다음과 같은 점에서 다릅니다. 태양 에너지 처리. 기존 배터리는 단순히 빛을 받아 전기로 변환합니다. 수집기는 내부에 진공이 생성된 유리관으로 구성됩니다. 특수 도킹 장치를 통해 단일 시스템으로 결합됩니다.

각 튜브 내부에는 냉각제가 포함된 하나 또는 두 개의 구리 막대로 구성된 채널이 있습니다. 태양 광선을 받아 활성 요소가 냉각수 재료를 가열하여 수집기의 작동을 보장합니다.

이러한 설계로 인해 에너지 효율 수준이 크게 향상되고 열 손실이 크게 줄어듭니다. 진공층을 사용하면 수집된 태양 에너지의 약 95%를 절약할 수 있기 때문입니다.

개인 주택 지붕에 설치된 진공 태양열 집열기는 일년 내내 주민들에게 온수를 제공하고 추운 계절에는 많은 돈을 들이지 않고도 편안하게 방을 난방할 수 있습니다.

또한 계절성, 주변 온도 및 돌풍, 부분적으로 흐린 날씨, 강수량 등과 같은 다양한 기상 조건에 대한 수집기 생산성의 의존성이 줄어듭니다.

진공형 매니폴드는 어떻게 작동하나요?

태양 에너지를 사용하여 방에 열과 온수를 제공하는 현대 진공 장치는 기술적으로 다양합니다.

수집가는 다음 유형으로 구분됩니다.

• 유리 보호 코팅이 없는 관형;
• 변환이 감소된 모듈;
• 표준 평면 버전;
• 투명한 단열 장치;
• 공중 유닛;
• 플랫 진공 매니폴드.

진공 태양열 집열기는 일년 중 언제, 어떤 날씨에도 온수 공급 및 난방을 제공할 수 있습니다. (+)

모두 공통된 디자인 유사성을 가지므로 다음과 같이 구성됩니다.

• 외부 투명 파이프, 공기가 완전히 펌핑된 곳에서;
• 가열된 파이프액체 또는 기체 냉각수가 이동하는 대형 파이프에 위치합니다.
• 하나 또는 두 개의 조립식 유통 업체, 더 큰 구경의 파이프가 연결되고 내부에 배치된 얇은 튜브의 순환 회로가 들어갑니다.

전체 디자인은 전례 없이 높은 수준의 단열을 유지하는 투명한 벽이 있는 보온병을 연상시킵니다. 이 기능 덕분에 내부 튜브 본체는 효율적으로 예열하고 에너지 자원을 내부 순환 냉각수로 완전히 전달할 수 있는 능력을 얻습니다.

디자인의 뉘앙스와 분류

진공형 집진기는 구조물에 설치된 유리관의 종류나 열채널의 특성에 따라 분류됩니다. 튜브는 일반적으로 동축 및 깃털 유형이며 열 채널은 U 자형 직접 흐름 및 히트 파이프 유형입니다. .

동축 튜브의 특성

동축 튜브는 벽 사이에 인위적으로 진공 공간을 만든 이중 유리 보온병입니다. 튜브의 내부 표면에는 특수 열 흡수 코팅층이 있어 실제 열 전달은 유리 전구 벽에서 직접 발생합니다.

동축 튜브는 고강도 붕규산 유리로 만들어져 빛 투과율이 높습니다. 제조업체에 따라 이 요소는 최대 3개 층의 마그네트론 스퍼터링을 갖추고 있으며 뛰어난 강도와 다양한 대기 조건(비, 우박 등)에 대한 저항성을 나타내며 1MPa의 압력을 견디고 15년 동안 안정적으로 작동합니다.

흡수 요소로서 에테르 성분을 함유한 구리관을 유리관에 납땜합니다. 가열 과정에서 증발하여 열을 효과적으로 방출하고 응축되어 튜브 바닥으로 흐릅니다.그런 다음 사이클이 반복되어 지속적인 열 교환 과정이 생성됩니다.

깃털 튜브의 특징

진공 페더 튜브는 동축 튜브보다 벽 두께가 더 두껍고 두 개가 아닌 하나의 플라스크로 구성됩니다. 내부 구리 흡수 요소는 전체 길이에 걸쳐 내구성이 뛰어난 증폭기, 즉 높은 수준의 에너지 흡수 코팅이 된 주름판을 갖추고 있습니다.

이러한 설계 기능 덕분에 진공은 열 채널에 직접 위치하며 그 일부는 흡수제와 함께 플라스크에 직접 통합됩니다.

깃털 진공관 내부에는 깃털 모양의 판이 들어 있습니다. 효율성 수준은 동축 제품의 성능을 초과하지만 비용이 상당히 높으며 전구의 무결성이 손상되거나 발열체가 고장난 경우 교체가 어렵습니다.

깃털 진공관으로 만든 수집기는 동급에서 가장 효율적인 것으로 간주되며 성능이 뛰어나며 수년 동안 안정적인 서비스를 제공합니다.

히트파이프의 작동원리

히트 파이프는 쉽게 증발하는 액체 성분을 포함하는 폐쇄형 튜브로 구성됩니다. 햇빛의 영향으로 따뜻해지며 채널의 상부 영역으로 이동하여 특수 열 수집기(매니폴드)에 집중됩니다.

이 순간 작동유체는 축적된 열을 모두 포기하고 다시 아래로 떨어져 공정을 재개합니다.

히트파이프 열교환기 슬리브는 1파이프 열교환기 자체에 납땜된 특수 소켓을 통해 매니폴드 열교환기에 연결되거나 2파이프 열교환기를 감싸줍니다.

히트 파이프의 작동 요소는 구리로 만들어지며, 드문 경우에는 알루미늄으로 만들어집니다. 이는 작동 부하에 대한 높은 저항성을 나타내며 15년 동안 안정적으로 작동하고 합리적인 비용을 가지며 현대식 튜브형 진공 태양광 시스템의 가장 인기 있는 요소 중 하나입니다.

방출된 에너지는 냉각수에 의해 열 저장소에서 가져와 시스템을 통해 더 전달되므로 수도꼭지와 라디에이터에서 온수의 가용성이 보장됩니다. 히트파이프 시스템은 설치가 간편하고 높은 운영 효율성을 보여줍니다.

진공 히트파이프가 장착된 집열기는 신뢰성이 높아 일상생활뿐만 아니라 고압 태양열 시스템에도 사용하기에 적합합니다.

별다른 어려움 없이 고장이나 장애가 발생한 경우 전체 시스템을 재구축하지 않고도 손상된 유닛을 새 것으로 교체하는 것이 가능하다.

장치를 분해하거나 작업에 불필요한 노력을 들이지 않고도 수집기 위치에서 직접 수리 작업을 쉽게 수행할 수 있습니다.

U자형 원스 스루 열교환기에 대한 설명

직접 흐름 열 교환기의 튜브는 문자 U 모양입니다. 물 또는 난방 시스템의 작동 냉각수가 내부를 순환합니다. 요소의 한 부분은 차가운 냉각수용이고 두 번째 부분은 이미 가열된 부분을 올바르게 제거합니다.

가열되면 활성 성분이 팽창하여 저장 탱크로 유입되어 시스템 내 액체의 자연 순환이 생성됩니다. 내벽에 특수 선택 코팅을 적용해 열 흡수 능력을 높이고 시스템 전체의 효율성을 높였습니다.

히트파이프형 튜브에 비해 U자형 제품은 유압 저항이 더 크고 냉각수 요구량이 더 높으며 가격이 훨씬 더 비쌉니다. 직접 흐름 U자형 튜브로 작동하는 집열기는 고압에서 작동할 수 없으며 따뜻한 계절에만 고품질 열 전달을 제공합니다.

U형 튜브는 고성능을 발휘하고 견고한 열 전달을 제공하지만 한 가지 중요한 단점이 있습니다. 이는 매니폴드와 하나의 일체형 구조를 형성하며 항상 함께 장착됩니다.

고장난 별도의 단일 튜브를 교체하는 것은 불가능합니다. 수리를 위해서는 단지 전체를 해체하고 그 자리에 새 건물을 설치해야 합니다.

다양한 수정 비교

태양광 장치 제조 시 태양열 집열기용 열 채널과 진공 유리관은 다양한 조합으로 결합됩니다.

소비자들 사이에서 가장 인기 있는 것은 히트파이프가 장착된 동축 모델입니다. 구매자는 장치의 충실한 가격과 전체 서비스 수명 동안 매우 간단하고 저렴한 유지 관리에 매력을 느낍니다.

히트 파이프 작업 채널이 있는 진공 태양열 집열기는 쉽게 수리할 수 있습니다. 손상된 튜브 교체는 현장에서 수행되며 시스템을 분해하거나 다른 위치로 이동하는 작업은 포함되지 않습니다. 그러나 이러한 모델에서는 열 전달이 어렵기 때문에 출력 효율이 65%를 넘지 않습니다.

히트파이프 채널을 갖춘 진공 장치는 높은 신뢰성을 입증하며 고압 태양열 단지에서도 사용에 제한이 없습니다.

직접 흐름 U자형 채널을 포함하는 동축 플라스크가 있는 장치도 인기 있는 장치 목록에 포함되어 있습니다. 열 손실이 적고 효율이 70% 이상인 것이 특징입니다.

올바르게 작동하려면 U 채널이 있는 진공 장치를 올바르게 설치해야 합니다. 최소 경사각은 20⁰ 이상인 것이 바람직합니다. 그래야만 최대 수익을 보장할 수 있습니다.

상황은 복잡한 수리 프로세스, 작동 중 특정 유지 관리 및 손상된 개별 장치를 교체할 수 없는 경우로 인해 다소 손상되었습니다. 장치에 문제가 발생하면 장치를 분해하고 완전히 새로운 수집기를 설치합니다.

페더 튜브는 구조적으로 두껍고 강한 벽(제조업체에 따라 2.5mm 이상)이 있는 유리로 만들어진 단일 실린더입니다. 내부에 포함된 깃털 흡수성 인서트는 열전도 금속으로 제작되어 작업 채널에 꼭 맞습니다.

유리용기 내부의 진공공간으로 인해 거의 완벽한 단열이 이루어집니다. 흡수제는 흡수된 열을 손실 없이 전달하며 시스템에 최대 77%의 효율을 제공합니다.

오작동이 발생할 경우 페더 튜브가 장착된 매니폴드를 수리해야 합니다. 전체 시스템을 변경할 필요가 없으며, 손상된 장치를 찾아서 분해하고 그 자리에 새 장치를 설치하는 것으로 충분합니다.

깃털 요소가 있는 모델은 동축 모델보다 다소 비싸지만 효율성이 높기 때문에 실내에서 완벽한 편안함을 제공하고 신속하게 비용을 지불합니다.

가장 효율적이고 생산적인 것은 내부 직접 흐름 채널이 있는 깃털 플라스크입니다. 실제 효율성은 때때로 기록적인 수준인 80%에 도달합니다.

페더 튜브를 프레임에 설치할 때 링과 내열 개스킷이 있는 강력한 압착 너트가 각 부품의 로드에 배치됩니다. 이는 전체 구조의 견고성을 보장하고 수집기가 어떤 조건에서도 완벽하게 기능할 수 있도록 합니다.

제품 가격이 상당히 높기 때문에 수리를 수행할 때는 시스템에서 모든 냉각수를 배출한 다음 문제 해결을 시작해야 합니다.

열 수집기는 어떤 모습이어야 합니까?

열 수집기는 진공 매니폴드의 또 다른 매우 중요한 작동 요소입니다. 이 장치를 통해 축적된 열이 튜브에서 냉각수로 전달됩니다.

열 수집기는 장치 상단에 있습니다. 구성 요소 중 하나인 구리 코어는 에너지를 받아 폐쇄형 탱크-집열기 열교환기 시스템에서 순환하는 주 냉각수로 전달합니다.

시스템에 연결하면 올바른 작동이 보장됩니다. 순환 펌프. 가열 단지를 제어하는 ​​자동화는 채널의 온도 수준을 명확하게 모니터링하고 허용되는 임계 최소값 미만으로 떨어지면(예: 야간) 펌프를 중지합니다.

이렇게 하면 냉각수가 저장 탱크에 모인 뜨거운 물의 열을 빼앗기 시작할 때 역류를 방지할 수 있습니다.

진공형 집진기의 장점과 단점

장치의 가장 큰 장점은 작동 중 열 손실이 거의 없다는 것입니다. 이는 최고 품질의 천연 절연체 중 하나인 진공 환경에 의해 제공됩니다. 그러나 장점 목록은 여기서 끝나지 않습니다.

이 장치에는 다음과 같은 다른 장점이 있습니다.

• 저온(최저 -30°C)에서의 작동 효율성;
• 최대 300°C까지 온도를 축적하는 능력;
• 보이지 않는 스펙트럼을 포함하여 열 에너지의 최대 흡수;
• 운영 안정성;
• 공격적인 대기 발현에 대한 낮은 민감성;
• 다양한 밀도의 공기 질량을 통과시킬 수 있는 관형 시스템의 설계 특징으로 인한 낮은 풍량;
• 맑고 화창한 날이 적은 온화하고 시원한 기후 지역에서 높은 수준의 효율성;
• 기본 작동 규칙에 따른 내구성;
• 수리 용이성 및 전체 시스템이 아닌 하나의 실패한 조각만 변경할 수 있는 기능입니다.

단점은 수집가가 서리, 얼음, 눈으로부터 자체 청소할 수 없다는 점과 집에서 장치를 조립하는 데 필요한 구성 요소의 높은 가격을 포함합니다.

태양열 집열기는 사실상 손실 없이 태양 에너지를 열 에너지로 변환할 수 있는 효과적인 장치입니다.

장치의 DIY 조립

진공 매니폴드를 조립하는 과정은 작동 요소를 위한 지지 프레임을 제조하는 것부터 시작됩니다. 해당 유닛에 할당된 장소에 즉시 설치됩니다.

프레임의 크기와 치수는 전적으로 제작할 모델에 따라 달라지며 일반적으로 구성 요소에 대한 첨부 문서에 있는 지침에 규정되어 있습니다.

컬렉터의 완성된 프레임은 명확한 위치를 차지하고 흔들리지 않도록 지붕에 고정됩니다. 건물의 지붕이 슬레이트인 경우 외장빔과 대구경의 두꺼운 나사를 사용하십시오. 다른 지붕 재료의 경우 기존 앵커가 사용됩니다.

앞으로 물이 구멍을 통해 집으로 들어 가지 않도록 프레임이 지붕 표면과 만나는 부분을 실런트로 추가로 고정합니다. 그런 다음 저장 탱크가 설치 장소로 전달되고 나사로 프레임 상단에 고정됩니다.

다음 단계에서는 발열체, 온도 센서 및 자동 통풍구가 조립됩니다. 모든 보조 구성품 및 관련 부품은 포함된 연화 패드 위에 배치됩니다. 온도 센서를 부착하려면 소켓 렌치를 사용하십시오.

다음으로 급수 통신 공급이 준비됩니다. 이를 위해 파이프는 저온에 견디고 최대 95°C까지 견딜 수 있는 모든 재료로 만들어집니다. 잘 입증됨 폴리프로필렌 파이프 및 부속품.

폴리프로필렌 파이프는 태양열 집열기를 주거용 배관 시스템에 연결하는 데 이상적입니다. 보강재는 우수한 물리적 특성과 작동 내구성을 갖추고 있으며 수년 동안 안정적으로 사용되며 균열이나 찢어짐이 있는 경우 쉽게 교체할 수 있습니다.

급수 장치를 연결한 후 저장 탱크에 물을 채우고 누출 여부를 테스트합니다. 3~4시간 이내에 누출이 발견되면 수리됩니다.

마지막에는 발열체가 설치됩니다. 이를 위해 구리관을 알루미늄 시트로 감싸고 유리 진공관에 넣습니다. 아래에서 내구성 있고 유연한 고무로 만든 고정 컵과 부츠를 플라스크 위에 놓습니다.

튜브의 상부 구리 팁은 황동 콘덴서 안으로 끝까지 밀어 넣어집니다. 점성 열 접촉 그리스는 파이프에서 제거되지 않습니다. 잠금 장치를 브래킷에 끼우고 동일한 원리를 사용하여 나머지 유리관을 모두 장착합니다.

관형 태양열 집열기는 특히 눈이 많이 내리는 기간 동안 정기적인 유지 관리와 필수 청소가 필요합니다. 이러한 간단한 규칙을 따르면 오랫동안 작동하고 전체 서비스 수명 동안 높은 수준의 효율성을 유지할 수 있습니다.

마운팅 블록이 구조물에 배치되고 220V 전원 공급 장치가 공급되며 가열 요소, 통풍구 및 온도 센서 등 3개의 보조 장치가 시스템에 연결됩니다.

마지막으로 연결할 것은 단지를 올바르게 제어하도록 설계된 컨트롤러입니다. 원하는 작동 매개변수가 컨트롤러 메뉴에 입력되고 시스템이 표준 모드에서 시작됩니다.

태양열 집열기 건설에 대한 단계별 지침은 다음과 같습니다. 이 기사.

장치를 올바르게 배치하는 방법은 무엇입니까?

진공 수집기가 완전하고 효과적으로 작동하여 생활 공간에 필요한 에너지를 제공하려면 가장 유리한 위치를 찾고 세계 각지에 대해 장치의 방향을 올바르게 지정해야 합니다.

진공형 태양열 집열기는 평면 태양열 집열기보다 훨씬 더 실용적입니다. 작업 튜브 중 하나가 손상되어 고장이 나면 새 것으로 교체하는 것이 매우 쉽습니다. 이후에도 시스템은 이전과 같이 계속 작동합니다. 손상된 요소 대신 새 요소를 배치할 즉각적인 기회가 없다면 문제가 되지 않습니다. 해당 유닛은 손상된 요소가 있는 유닛이라도 "임무"를 수행할 수 있습니다.

북반구에 거주하는 경우 집 지붕 남쪽 부분이나 부지의 햇볕이 잘 드는 곳에 수집기를 배치하는 것이 중요합니다. 장치 평면의 최소 편차를 보장하는 것이 좋습니다.

지면을 남쪽으로 향하게 할 수 없다면 서쪽과 동쪽 중 열린 공간에서 가장 밝은 각도를 선택해야 합니다.

진공형 집진기의 높은 작동 효율은 거울 원리로 작동하고 현재 태양 높이에 따라 화력을 균등화한다는 사실에도 기인합니다.

태양 에너지 단지는 굴뚝, 지붕 장식 조각, 펼쳐진 나뭇가지, 높은 주거용 또는 기술 건물로 덮어서는 안됩니다. 이는 작동 효율성을 감소시키고 작동 요소의 가열 수준을 감소시킵니다.

장치를 올바르게 배치하면 계절에 관계없이 일년 내내 거의 동일한 열 전달을 제공합니다.

복잡한 수리, 설치 및 배관 작업에 대한 풍부한 경험이 없다면 집에서 진공관을 사용하는 것은 비합리적입니다. 이 과정은 매우 노동 집약적이며 특별한 지식과 전문 장비가 필요합니다.

또한, 독립적으로 제작된 진공형 부품은 공장 부품에 비해 효율이 훨씬 낮습니다. 따라서 전문 제조업체에서 제품을 구입한 다음 집에서 여러 섹션을 조립해 보는 것이 가장 합리적입니다.

웹사이트에는 태양열 난방 시스템 배치에 관한 다양한 기사가 있으므로 다음 내용을 읽어 보시기 바랍니다.

1. 태양열 난방 시스템: 태양열 기반 난방 기술 분석
2. 태양열 패널로 개인 주택 난방 : 다이어그램 및 장치
3. 유연한 태양광 패널: 유형, 특성 + 연결 기능

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

진공관에 대한 자세하고 상세한 설명, 작동 원리 및 태양열 집열기 전체 기능의 특징. 저자는 몇 가지 흥미로운 뉘앙스에 대해 이야기하고 설치가 가스 보일러의 진정한 대안이 될 수 있음을 보여줍니다.

겨울철 태양열 집열기 작동에 관한 흥미로운 정보.

집에서 직접 손으로 진공 태양열 집열기를 올바르게 설치하는 방법. 프로세스의 모든 뉘앙스, 권장 사항 및 유용한 팁.

관형 진공 태양열 집열기의 기본 작동 원리를 알면 장치를 직접 조립할 수 있습니다. 설치는 귀하의 개별 요구 사항과 요구 사항에 완전히 맞춰집니다.

이것은 매우 어려운 작업은 아니지만 주의력, 꼼꼼함 및 특정 기술이 필요합니다. 그렇지 않으면 플라스크의 무결성이 손상되고 견고성이 깨질 위험이 크게 증가합니다.

태양열 집열기 선택, 설치 또는 자체 조립에 관심이 있는 모든 사람이 의견을 남기고 질문할 수 있도록 초대합니다. 문의 양식은 하단 블록에 있습니다.